C++ 列表

C++ List 是一个 STL 容器，它将元素随机存储在不相关的内存位置。为了保持顺序，列表中的每个元素都包含两个链接

• 一个指向前一个元素
• 另一个指向后一个元素

在 C++ 中，STL list 实现的是 双向链表数据结构。因此，我们可以向前和向后迭代。

创建 C++ STL List

要创建 list，我们需要在程序中包含 list 头文件。

#include<list>

导入头文件后，我们就可以使用以下语法声明 list 了

std::list<Type> list_name = {value1, value2, ...};

这里，

• std::list - 声明一个类型为 list 的 STL 容器
• <Type> - 要存储在 list 中的值的 数据类型
• list_name - 为 list 指定的唯一名称
• value1, value2, ... - 要存储在 list 中的值

让我们看一个例子，

// create a list of integer type
std::list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

// create a list of character type
std::list<char> vowels = {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'};

std::list<int> numbers {1, 2, 3, 4, 5};

示例：C++ STL List

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main() {

    // create the list
    list<int> numbers {1, 2, 3, 4};
  
    // display the elements of the list
    cout << "List Elements: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number <<", ";
    }
    
    return 0;

}

输出

List Elements: 1, 2, 3, 4,

在上面的示例中，我们创建了一个名为 numbers 的 list，其元素为：1、2、3、4。然后我们使用 基于范围的 for 循环 来打印 list 元素。

注意：我们使用了 list 而不是 std::list，因为我们已经使用 using namespace std; 定义了 std 命名空间。

List 的基本操作

C++ STL 提供了各种 函数，我们可以使用它们对 list 执行不同的操作。让我们来看一些常用的 list 函数来执行以下操作

1. 添加元素
2. 访问元素
3. 删除元素

1. 在 C++ List 中添加元素

我们可以使用以下函数向 list 添加值

• push_front() - 将元素插入 list 的开头
• push_back() - 将元素添加到 list 的末尾

让我们看一个例子，

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main() {
    
    // create a list
    list<int> numbers = {1, 2, 3};
  
    // display the original list 
    cout << "Initial List: ";
    for(int number: numbers) {
        cout << number << ", ";
    }
  
    // add element at the beginning
    numbers.push_front(0);

    // add element at the end
    numbers.push_back(4);

    // display the modified list
    cout << endl << "Final List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ", ";
    }

  return 0;

}

输出

Initial List: 1, 2, 3, 
Final List: 0, 1, 2, 3, 4,

2. 访问 List 元素

我们可以使用以下函数访问 list 元素

• front() - 返回 list 的第一个元素
• back() - 返回 list 的最后一个元素

让我们看一个例子，

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main() {

    // create a list
    list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
  
    // display the first element
    cout << "First Element: " << numbers.front() << endl;
  
    // display the last element
    cout << "Last Element: " << numbers.back();
  
    return 0;
    
}

输出

First Element: 1
Last Element: 5

3. 删除 List 元素

我们可以使用以下函数删除 list 元素

• pop_front() - 删除 list 开头的元素
• pop_back() - 删除 list 末尾的元素

这是一个例子，

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main() {
    // create a list
    list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
 
    // display the original list 
    cout << "Inital List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ",  ";
    }

    // remove the first element of the list
    numbers.pop_front();

    // remove the last element of the list
    numbers.pop_back();

    // display the modified list 
    cout << endl << "Final List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ", ";
    }

    return 0;
}

输出

Inital List: 1,  2,  3,  4,  5,  
Final List: 2, 3, 4, 

C++ 中的其他 List 函数

虽然有许多函数可以与 list 一起使用，但我们将在下表中仅介绍其中一些函数

使用迭代器访问元素

我们可以使用 迭代器 来访问指定位置的 list 元素。例如，

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main() {

     // create a list
    list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

    // create an iterator to point to the first element of the list
    list<int>::iterator itr = numbers.begin();
  
    // increment itr to point to the 2nd element
    ++itr;
    
    //display the 2nd element
    cout << "Second Element: " << *itr << endl;
  
    // increment itr to point to the 4th element
    ++itr;
    ++itr;

    // display the 4th element
    cout << "Fourth Element: " << *itr;
  
    return 0;
}

输出

Second Element: 2
Fourth Element: 4

在上面的例子中：

• list<int>::iterator - 定义了一个 int 类型 list 的迭代器
• numbers.begin() - 将迭代器设置为指向 list 的开头

请注意，我们反复使用了 ++itr; 而不是像 itr+3; 这样将整数添加到 itr。

这是因为迭代器不像常规整数那样是简单的数值。它们指向容器中的特定内存位置。

使用 ++ 运算符递增迭代器会使其指向容器中的下一个元素。

要了解有关迭代器的更多信息，请访问 C++ STL Iterators。

list_name.insert(iterator, value);

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main() {
    
    // create a list
    list<int> numbers {1, 2, 3};
    
    // display the original list  
    cout<<"Initial List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ", ";
    }

    // create an iterator to point to the 1st position
    list<int>::iterator itr = numbers.begin();

    // increment the iterator to point to the 3rd position
    ++itr; 
    ++itr;  

    // insert 0 at the 3rd position of list
    numbers.insert(itr, 0);

    // display the modified list  
    cout<<endl<<"Final List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ", ";
    }
    
    return 0;

}

Initial List: 1, 2, 3, 
Final List: 1, 2, 0, 3,

list_name.remove(element);

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main() {

    // create a list
    list<int> numbers {1, 2, 1, 3, 4, 1};
  
    // display the original list  
    cout << "Initial List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ", ";
    }
  
    // remove all the elements with value 1
    numbers.remove(1);

    // display the modified list
    cout << endl << "Final List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ", ";
    }

    return 0;

}

Initial List: 1, 2, 1, 3, 4, 1, 
Final List: 2, 3, 4, 

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main() {
    
    // create a list and an iterator
    list<int> numbers {0, 1, 2, 3, 4, 5, 3};
    list<int>::iterator itr = numbers.begin();
  
    // display the original list
    cout<<"Initial List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ", ";
    }

    // point iterator to the 4th element
    for (int i = 0; i < 3; i++){
        ++itr;
    }

    // remove the 4th element
    numbers.remove(*itr);

    // display the modified list
    cout << endl << "Final List: ";
    for(int number : numbers) {
        cout << number << ", ";
    }

  return 0;
  
}

Initial List: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 3, 
Final List: 0, 1, 2, 4, 5, 

另请阅读

• C++ 单向列表
• C++ Array